[发明专利]一种电解液及锂二次电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，提供了一种电解液，所述电解液中包括非水溶剂、锂盐和添加剂。本发明提供的添加剂为如下式1所示的结构：通过在高电压电解液中加入该添加剂能够显著改善高电压电池的高温循环、高温存储低温放电性能。同时，本发明还提供了一种锂二次电池。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及锂二次电池。

背景技术

CN202010438712.7公开了一种高电压锂离子电池及其电解液、电解液添加剂，该发明提供的高电压锂离子电池硅氰电解液添加剂是硅氰基化合物，以硅元素作为稳定的基团，通过锚定作用，在高电压下抑制氰基官能团的彻底氧化以及与负极的交叉还原反应，避免导致电池恶化，此外硅元素还可以增加电解液的浸润性。硅氰基化合物中的氰基官能团可消除电解液中的游离氢，降低电解液中的水分并消除HF，减少LiPF6的水解和HF对正极材料的破坏，抑制在高电压下，正极材料界面与电解液的副反应。此外硅氰基官能团还可以在正负极的界面处形成含N的有机和无机的界面膜，通过硅元素的固定作用，有效稳定界面膜，进一步提升高电压锂离子电池的电化学性能。

硅氰基化合物的结构为:

其中0≤x≤5，0≤y≤4x，0≤n≤4x，R1、R2、R3分别选自1-5个碳原子的烷基、1-5个碳原子的不饱和烷基、1-5个碳原子的卤代烷基、1-5个碳原子的卤代不饱和烷基、吡咯、胺基、咪唑、甲氧基、乙氧基、腈基、氰酸基、异氰酸基、酰胺和卤原子的一种或多种。

在扣式电池中，3.0-4.5V的测试条件下，100周循环时，容量保持率大于97％，效率大于99％。

但在软包电池中，具有结构式2的硅氰基化合物添加剂无法抑制高温存储产气、对电池的高温循环性能和低温放电容量提升也不明显。

鉴于此，本发明希望能提出一种新的添加剂，以在高电压电池中能够明显抑制电池高温存储产气，同时提升电池高温循环和低温放电性能。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种电解液，能够明显抑制高电压电池高温存储产气，有效提升高电压电池高温循环、高温存储和低温放电性能。

同时，本发明还提供了一种锂二次电池。

为实现上述目的，本发明提供了一种电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂如下式1所示：

其中，R1、R2、R3独立的选自含1～5个碳的烷基，含3～5个碳的环烷基、氰基、苯基、苯环衍生物基团、五元或六元的杂环基团，所述五元或六元的杂环基团选自呋喃基、哌喃基、噻喃基、噻吩基、吡喃基、吗啉基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基和哒嗪基。

在上述的电解液中，如式1所示的添加剂为所述电解液的总质量的质量百分数为0.1％～5.0％。

在上述的电解液中，所述添加剂还包括所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲硅烷)硼酸酯、三(三甲硅烷)磷酸酯、丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈、反丁烯二腈中的至少一种。

优选地，所述氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲硅烷)硼酸酯、三(三甲硅烷)磷酸酯、丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈、反丁烯二腈中各自用量不超过相当于电解液总量的10％。

在上述的电解液中，所述添加剂中，氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、己二腈或乙二醇双(丙腈)醚或1,3,6-己烷三腈、添加剂式1的用量分别为5％、4％、1％、0.1％；